FR2646572A1 - AUTOSYNCHRONOUS ELECTRIC MACHINE WITH CONTROLLED FLOW - Google Patents

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Abstract

The invention relates to an electro-mechanical transformer assembly including an electric machine which is able to transform electric energy into mechanical energy, said machine being made up of a stator (1) or armature whose windings are fed with polyphase currents, a rotor (2) which creates an inductor field and includes a winding (5) fed with a variable continuous current (IR), and a sensor (11) for detecting the velocity (n) or position ( theta ), joined to the rotor, in which the inductive field created by the rotor (2) varies according to at least one operating parameter following a command law ( phi IR). Said command law establishes a dependency relation between a current (IR) density setting (CIR) in the rotor and said operating parameter, making it possible to realise a very high torque at low velocity and a lower torque at high velocity, the machine being fed at a continuous low voltage, for example by a common battery.

Description

Machine électrique autosynchrone 8 flux contrôlé
L'invention concerne une machine électrique susceptible de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique, constituée d'un stator, ou induit, dont les bobinages sont alimentés en courants polyphasés, d'un rotor créant un champ inducteur et d'un capteur de vitesse ou de position couplé au rotor.
Self-synchronous 8 flow controlled electric machine
The invention relates to an electric machine capable of transforming electrical energy into mechanical energy, consisting of a stator, or armature, the windings of which are supplied with polyphase currents, a rotor creating an inductive field and a sensor. speed or position coupled to the rotor.

Le problème posé consiste ê obtenir à l'aide d'une seule machine une vitesse élevée a faible couple et un couple élevé à faible vitesse, la machine étant alimentée sous une tension continue faible ( < 100 V). De plus, un asservissement précis en position doit être réalisé. The problem posed consists in obtaining with a single machine a high speed at low torque and a high torque at low speed, the machine being supplied with a low direct voltage (<100 V). In addition, a precise position control must be achieved.

La machine électrique doit permettre d'obtenir une caractéristique couple/vitesse précise, essentiellement tournée vers la motorisation d'engins mobiles à source d'énergie embarquée. The electric machine must make it possible to obtain a precise torque / speed characteristic, essentially turned towards the motorization of mobile machines with on-board energy source.

Autrement dit, cette machine électrique doit être capable
- de déplacer des engins mobiles autonomes de petites ou moyennes dimensions sur tout type de terrains : en terrain plat - où il faut une vitesse relativement importante - ou en escaliers par exemple ou il faut un couple important pour une vitesse faible;
- d'effectuer une fonction de positionnement, par exemple positionner un bras de robot.
In other words, this electric machine must be capable
- to move autonomous mobile vehicles of small or medium dimensions on all types of terrain: on flat terrain - where a relatively high speed is required - or on stairs for example or a high torque is required for a low speed;
- perform a positioning function, for example positioning a robot arm.

Les engins concernés sont par exemple des fauteuils pour handicapés, des chariots de manutention, des robots mobiles ... The machines concerned are for example wheelchairs for the disabled, handling carts, mobile robots ...

cette liste n'est évidemment pas exhaustive.this list is obviously not exhaustive.

On connait des machines à courant continu et à aimants permanents dans lesquelles le stator est muni d'aimants permanents, le rotor tournant dans le champ statorique est constitué d'une armature bobinée et le courant continu (fourni par des batteries par exemple) est amené au rotor par un ensemble de balais collecteurs (formant un collecteur dit mécanique). Cependant, ces machines posent des problèmes au niveau de l'asservissement en position. We know machines with direct current and permanent magnets in which the stator is provided with permanent magnets, the rotor rotating in the stator field consists of a wound frame and the direct current (supplied by batteries for example) is brought to the rotor by a set of collecting brushes (forming a so-called mechanical collector). However, these machines pose problems in terms of position control.

La force électromotrice E dans ces machines est proportionnelle à la vitesse de rotation n du rotor : E = K n et le couple C est proportionnel à l'intensité I du courant dans la machine: C = machine : C = K+I I avec la même constante de proportionnalité K.  The electromotive force E in these machines is proportional to the rotational speed n of the rotor: E = K n and the torque C is proportional to the intensity I of the current in the machine: C = machine: C = K + II with the same proportionality constant K.

Un autre problème, bien connu, existe lorsqu'on ne dispose que d'une tension faible qui apparaît lors d'une phase de fonctionnement en mode propulsion, c'est-à-dire lorsqu'on dispose de vitesse relativement grande avec un faible couple. Pour augmenter le couple, il faudrait augmenter l'intensité du courant, ce qui produirait un échauffement par effet Joule inacceptable (la machine n'étant pas capable de dissiper la chaleur), ou un encombrement et un poids trop importants. C'est le cas des chariots élévateurs par exemple qui roulent à plat sans problème mais ne peuvent tolérer en montée des pentes de plus de 3 %. Another well-known problem exists when there is only a low voltage which appears during a phase of operation in propulsion mode, that is to say when there is a relatively high speed with a low couple. To increase the torque, it would be necessary to increase the intensity of the current, which would produce an unacceptable heating by Joule effect (the machine not being able to dissipate the heat), or a too large bulk and weight. This is the case with forklifts for example, which run flat without problems but cannot tolerate uphill slopes of more than 3%.

Habituellement, on résout ce problème en rajoutant un secondmoteur ou une boite de vitesses.Usually, this problem is solved by adding a second engine or a gearbox.

I1 est des cas où une telle solution ne convient pas, par exemple lorsqu'on ne veut pas augmenter le poids du véhicule. I1 are cases where such a solution is not suitable, for example when one does not want to increase the weight of the vehicle.

De plus, le collecteur mécanique est volumineux et est mal adapté à des dispositifs de taille réduite et à fort couple. In addition, the mechanical collector is bulky and is poorly suited to devices of small size and high torque.

Les machines autosynchrones à aimants permanents permettent d'éviter une partie de ces inconvénients : elles autorisent un positionnement précis, évitent l'emploi de balais collecteurs, mais elles n'offrent pas davantage les caractéristiques couplelvitesse adaptées pour le déplacement des véhicules mobiles sur des terrains variés lorsque la tension d'alimentation est faible et lorsque la source d'énergie est embarquée. Autosynchronous permanent magnet machines make it possible to avoid some of these drawbacks: they allow precise positioning, avoid the use of collecting brushes, but they also do not offer the torque-speed characteristics suitable for moving mobile vehicles on land. various when the supply voltage is low and when the power source is on board.

De telles machines comportent
- un stator bobiné alimenté en courants polyphasés,
- un rotor constitué d'un aimant permanent,
- des capteurs de la vitesse n et de la position e du rotor, et
- un système de commande associé ô un convertisseur électronique de puissance'pour obtenir les courants polyphasés à partir du courant continu fourni par les batteries. La fréquence f de ces courants impose la vitese de rotation du rotor, et l'intensité IS du courant statorique dépend de l'état de charge de la machine, lequel correspond au couple demandé pour réaliser le fonctionnement.
Such machines include
- a wound stator supplied with polyphase currents,
- a rotor made up of a permanent magnet,
- sensors of the speed n and of the position e of the rotor, and
- a control system associated with an electronic power converter to obtain the polyphase currents from the direct current supplied by the batteries. The frequency f of these currents imposes the speed of rotation of the rotor, and the intensity IS of the stator current depends on the state of charge of the machine, which corresponds to the torque required to perform the operation.

Les consignes de courants polyphasés sont calculées de façon à maintenir un angle constant entre le champ statorique et le champ rotorique (angle interne ). Des réalisations courantes imposent de maintenir ces deux champs en quadrature afin de recréer un fonctionnement du type "moteur à courant continu". The polyphase current setpoints are calculated so as to maintain a constant angle between the stator field and the rotor field (internal angle). Current embodiments make it necessary to maintain these two fields in quadrature in order to recreate an operation of the "DC motor" type.

Pratiquement, un capteur au moins est disposé au niveau de la machine pour mesurer la vitesse n et/ou la position 8 du rotor. Lorsqu'unie seule mesure est faite, l'autre est déduite par le calcul. I1 est cependant préférable d'obtenir les deux mesures. In practice, at least one sensor is placed at the level of the machine to measure the speed n and / or the position 8 of the rotor. When only one measurement is made, the other is deduced by calculation. It is however preferable to obtain the two measurements.

Le système de commande produit des consignes CISi d'intensité du courant statorique, dont l'amplitude est calculée à partir de l'erreur de vitesse En (écart entre la consigne de vitesse CN et la vitesse n mesurée), et dont la phase est calculée de façon à maintenir le champ créé par ces courants généralement en quadrature avec le champ rotorique. The control system produces CISi setpoints for the intensity of the stator current, the amplitude of which is calculated from the speed error En (difference between the speed setpoint CN and the speed n measured), and the phase of which is calculated so as to maintain the field created by these currents generally in quadrature with the rotor field.

Les consignes CISi (i désignant les phases respectives des courants polyphasés) sont fournies au convertisseur électronique de puissance qui délivre alors les courant polyphasés correspondants au stator. The CISi instructions (i designating the respective phases of the polyphase currents) are supplied to the electronic power converter which then delivers the polyphase currents corresponding to the stator.

L'objet de l'invention est une machine électrique alimentée sous tension continue comportant un rotor alimenté en courant continu. De façon caractéristique, le champ inducteur créé par le rotor est variable en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur et d'une loi de commande établissant une relation de dépendance entre une consigne d'intensité du courant dans le rotor et ledit paramètre de fonctionnement, ladite loi pouvant entre déterminée par l'opérateur en fonction de l'application choisie. The object of the invention is an electric machine supplied with direct voltage comprising a rotor supplied with direct current. Typically, the field of induction created by the rotor is variable as a function of at least one operating parameter of the motor and of a control law establishing a dependence relationship between a current intensity setpoint in the rotor and said operating parameter, said law being able to be determined by the operator as a function of the chosen application.

Avantageusement, le paramètre de fonctionnement est une consigne de vitesse de rotation du rotor et/ou une mesure de l'intensité du courant statorique.  Advantageously, the operating parameter is a setpoint for the rotational speed of the rotor and / or a measure of the intensity of the stator current.

Il convient d'associer à la machine ainsi définie un système de commande destiné à faire varier le flux rotorique par asservissement de l'intensité du courant rotorique à la caractéristique couple/vitesse, selon ladite loi de commande. De plus, un convertisseur électronique de puissance est de préférence associé au système de commande, afin de produire le courant rotorique en fonction de la consigne d'intensité de courant délivrée par le système de commande. It is necessary to associate with the machine thus defined a control system intended to vary the rotor flux by slaving the intensity of the rotor current to the torque / speed characteristic, according to said control law. In addition, an electronic power converter is preferably associated with the control system, in order to produce the rotor current as a function of the current intensity setpoint delivered by the control system.

Enfin, la consigne d'intensité du courant rotorique est élaborée, de façon avantageuse, en fonction de l'un au moins des paramètres suivants : la consigne de vitesse ou la vitesse du rotor, la consigne d'intensité statorique ou l'intensité statorique, la consigne de couple ou le couple et la consigne de position ou la position du rotor par rapport au stator. Finally, the rotor current intensity setpoint is advantageously developed as a function of at least one of the following parameters: the speed setpoint or the rotor speed, the stator current setpoint or the stator current , the torque setpoint or the torque and the position setpoint or the position of the rotor relative to the stator.

D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés, d'exemples de réalisation non limitatifs. Other features and advantages of the invention will emerge from the description which follows, with reference to the appended drawings, of nonlimiting exemplary embodiments.

La figure 1 représente en perspective schématique une machine selon l'invention. Figure 1 shows in schematic perspective a machine according to the invention.

La figure 2 est une coupe transversale faite à travers la machine de la figure 1. Figure 2 is a cross section through the machine of Figure 1.

La figure 3 représente, en coupe transversale, le rotor d'une machine dans une variante de réalisation. Figure 3 shows, in cross section, the rotor of a machine in an alternative embodiment.

Les figures 4A, 4B et 4C représentent schématiquement le système de commande d'une machine selon l'invention dans trois variantes de réalisation. FIGS. 4A, 4B and 4C schematically represent the control system of a machine according to the invention in three variant embodiments.

Les figures 5a à 5e sont des représentations graphiques de lois de commande de l'intensité du courant rotorique créant le champ inducteur variable. FIGS. 5a to 5e are graphical representations of laws controlling the intensity of the rotor current creating the variable inducing field.

On voit sur les figures 1 et 2 une machine destinée à assurer la motorisation d'un engin mobile. Elle comporte un stator 1 muni d'enroulements dans lesquels passent des courants polyphasés
IS, le nombre de ces enroulements étant égal au nombre i de phases, et un rotor 2 monté sur un arbre 3 et comportant un enroulement inducteur parcouru par un courant continu IR. Dans le présent exemple, le rotor comporte un enroulement simple 5 à une paire de piles et le stator 1 est composé de trois enroulements 1.1, 1.2, 1.3 disposés à 60C et alimentés en courant triphasé. Comme le montre la figure 3, le rotor peut comporter un enroulement 5' créant plusieurs paires de pâles, ici deux paires croisées à angle droit, le stator (non représenté) étant alors équipé d'un enroulement triphasé à deux paires de pâles.Chaque pôle du rotor peut être muni d'un aimant permanent 4 dont le champ magnétique se conjugue avec celui que crée l'enroulement 5, de sorte que le champ inducteur global présente une valeur minimale non nulle en l'absence de courant d'excitation dans le bobinage du rotor.
We see in Figures 1 and 2 a machine for ensuring the motorization of a mobile machine. It comprises a stator 1 provided with windings in which polyphase currents pass
IS, the number of these windings being equal to the number i of phases, and a rotor 2 mounted on a shaft 3 and comprising an inductor winding traversed by a direct current IR. In the present example, the rotor comprises a single winding 5 with a pair of batteries and the stator 1 is composed of three windings 1.1, 1.2, 1.3 arranged at 60C and supplied with three-phase current. As shown in Figure 3, the rotor may include a 5 'winding creating several pairs of blades, here two pairs crossed at right angles, the stator (not shown) then being equipped with a three-phase winding with two pairs of blades. pole of the rotor can be provided with a permanent magnet 4 whose magnetic field combines with that created by the winding 5, so that the overall inducing field has a non-zero minimum value in the absence of excitation current in the rotor winding.

Le courant continu nécessaire à l'alimentation de la machine est fourni par exemple par une batterie montée à bord de l'engin mobile I1 est amené au rotor de manière avantageuse par des contacts glissants connus, mais tout autre moyen de transmission de l'énergie au rotor peut convenir (transformateur tournant, liaison optique de puissance, etc). The direct current necessary to supply the machine is supplied for example by a battery mounted on board the mobile machine I1 is brought to the rotor advantageously by known sliding contacts, but any other means of transmitting energy the rotor may be suitable (rotary transformer, optical power link, etc.).

Les figures 4A à 4C représentent le système de commande, dans trois variantes, de l'ensemble 9 composé du stator 1 et du rotor 2 tels que décrits précédemment. La mesure du courant rotorique MIR est fournie par un capteur 10 et la mesure du courant statorique MIS par un capteur 12, tandis qu'un capteur 11 mesure la position angulaire e ou la vitesse de rotation n du rotor 2. Le courant statorique polyphasé ISi est fourni au stator 1 par un convertisseur électronique de puissance 15 à partir du courant mesuré MIS et d'une consigne de courant CISi délivrée par un circuit de commande 13. Le courant rotorique continu IR est fourni au rotor 2 par un convertisseur électronique de puissance 16 à partir du courant mesuré MIR et d'une consigne de courant CIR délivré par un circuit de commande 14.Le convertisseur électronique de puissance 15, qui est une source de courants sinusoidaux 9 découpage utilisant une technique d'échantillonnage naturel, et le convertisseur 16, qui fait appel à un dispositif dit "régulateur à fourchette", reçoivent ainsi les consignes de courant CISi et CIR d'un ensemble de commande 7 composé des circuits 13 et 14. FIGS. 4A to 4C represent the control system, in three variants, of the assembly 9 composed of the stator 1 and the rotor 2 as described above. The measurement of the rotor current MIR is provided by a sensor 10 and the measurement of the stator current MIS by a sensor 12, while a sensor 11 measures the angular position e or the speed of rotation n of the rotor 2. The polyphase stator current ISi is supplied to stator 1 by an electronic power converter 15 from the measured current MIS and from a current setpoint CISi delivered by a control circuit 13. The DC rotor current IR is supplied to rotor 2 by an electronic power converter 16 from the measured current MIR and from a current setpoint CIR delivered by a control circuit 14. The electronic power converter 15, which is a source of sinusoidal currents 9 cutting using a natural sampling technique, and the converter 16, which uses a device known as a "fork regulator", thus receives the current instructions CISi and CIR from a control assembly 7 composed of the circuits 13 and 14.

Le système de commande traite les informations délivrées par les capteurs selon des lois de commande pour fournir aux convertisseurs électroniques de puissance des signaux de consigne
CIR, CISi indicatifs de l'intensité du courant à injecter dans le rotor et le stator, respectivement. Les convertisseurs électroniques de puissance fournissent le courant souhaité aux enroulements de la machine.
The control system processes the information delivered by the sensors according to control laws to supply the electronic power converters with setpoint signals
CIR, CISi indicative of the intensity of the current to be injected into the rotor and the stator, respectively. Electronic power converters supply the desired current to the machine windings.

Plus précisément, les informations nécessaires au pilotage du courant du stator (6 et n) sont obtenues à partir du capteur 11 disposé au niveau du rotor pour mesurer l'une au moins des grandeurs mécaniques suivantes : la position e du rotor, sa vitesse n, son couple C. La mesure d'une seule grandeur suffit, les autres pouvant en être déduites par le calcul. More precisely, the information necessary for controlling the current of the stator (6 and n) is obtained from the sensor 11 placed at the level of the rotor to measure at least one of the following mechanical quantities: the position e of the rotor, its speed n , its couple C. The measurement of a single quantity is sufficient, the others can be deduced therefrom by calculation.

La réalisation la plus simple consiste à mesurer e et à calculer n et C si besoin est. The simplest implementation is to measure e and calculate n and C if necessary.

Le circuit de commande 13 détermine la phase des courants polyphasés du stator à partir des signaux délivrés par le capteur 11 et, éventuellement, du capteur 12, cette dernière disposition permettant de faire varier l'angle interne y entre les champs statorique et rotorique (voir àce sujet le brevet français nO 79 15 809). Dans ce dernier cas, l'angle interne est asservi non seulement à la position du rotor (machine autosynchrone classique) mais aussi au couple et à la vitesse de la machine. The control circuit 13 determines the phase of the polyphase currents of the stator from the signals delivered by the sensor 11 and, possibly, from the sensor 12, this latter arrangement making it possible to vary the internal angle y between the stator and rotor fields (see on this subject the French patent nO 79 15 809). In the latter case, the internal angle is controlled not only by the position of the rotor (conventional autosynchronous machine) but also by the torque and the speed of the machine.

Le circuit de commande 13 détermine en outre l'amplitude desdits courants statoriques à partir de l'écart entre la vitesse n du rotor et la consigne de vitesse CN. Finalement, il délivre un signal de consigne CISi comportant les informations de phase et d'amplitude nécessaires à la production par le convertisseur 15 des courants statoriques ISi convenables. The control circuit 13 also determines the amplitude of said stator currents from the difference between the speed n of the rotor and the speed reference CN. Finally, it delivers a reference signal CISi comprising the phase and amplitude information necessary for the production by the converter 15 of suitable stator currents ISi.

Le circuit de commande 14 fournit la consigne d'intensité rotorique CIR conformément à une ou à plusieurs lois t?IR prédéterminées, la consigne CIR pouvant dépendre
- de la consigne de vitesse CN ou de la vitesse n du rotor,
- de la consigne d'intensité statorique CISi ou de l'intensité statorique mesurée MIS,
- de la consigne de couple CC ou de couple C,
- de la consigne. de position angulaire C8 ou de la position angulaire e du rotor.
The control circuit 14 supplies the rotor current setpoint CIR in accordance with one or more predetermined t? IR laws, the setpoint CIR depending on
- the CN speed reference or the rotor speed n,
- the stator intensity setpoint CISi or the stator intensity measured MIS,
- the CC torque or C torque setpoint,
- the deposit. angular position C8 or angular position e of the rotor.

Dans les exemples représentés, la consigne CIR est fonction de la consigne de vitesse CN (figure 4A), du courant statorique mesuré MIS (figure 4B) ou de ces deux paramètres au choix (figure 4C), suivant une loi de commande t:IR prédéterminée. In the examples shown, the CIR setpoint is a function of the CN speed setpoint (FIG. 4A), of the measured stator current MIS (FIG. 4B) or of these two optional parameters (FIG. 4C), according to a control law t: IR predetermined.

Les figures 5a à 5e donnent des exemples de telles lois de commande, qui ont pour effet de faire varier le coefficient Kf de proportionnalité entre la vitesse > n du rotor et la force électromotrice E, par variation de l'intensité du courant rotorique, afin d'honorer les différents points de fonctionnement imposés. Ces lois sont choisies essentiellement en fonction des contraintes technologiques dont la machine est l'objet et, par suite, de l'application choisie.FIGS. 5a to 5e give examples of such control laws, which have the effect of varying the coefficient Kf of proportionality between the speed> n of the rotor and the electromotive force E, by variation of the intensity of the rotor current, in order to honor the various operating points imposed. These laws are chosen essentially according to the technological constraints of which the machine is the object and, consequently, of the chosen application.

Dans le cas des lois représentées aux figures 5a et 5b, l'intensité du courant continu injecté dans le rotor (commandée par la consigne CIR) est fonction de la consigne de vitesse CN du rotor. Soit à honorer, sous une tension d'alimentation continue U donnée, deux points de fonctionnement M1 et M2 correspondant à des valeurs respectives n1, C1, P1 et n2, C2, P2 de la vitesse de rotation n, du couple C et de la puissance P. Le point M correspond à un couple important pour une vitesse faible et le point M2 a une vitesse importante pour un couple faible. Les coefficients K1 et K2 correspondants peuvent en être déduits par le calcul, ce qui permet d'imposer des consignes d'intensité dans le rotor CIR1 et CIR2 correspondant respectivement auxdits coefficients. On déduit également par le calcul les consignes de vitesse CN1 et CN2 fixant les vitesses ou le flux rotorique doit varier. In the case of the laws represented in FIGS. 5a and 5b, the intensity of the direct current injected into the rotor (controlled by the setpoint CIR) is a function of the speed setpoint CN of the rotor. Either to honor, at a given continuous supply voltage U, two operating points M1 and M2 corresponding to respective values n1, C1, P1 and n2, C2, P2 of the speed of rotation n, of the torque C and of the power P. The point M corresponds to a high torque for a low speed and the point M2 has a high speed for a low torque. The corresponding coefficients K1 and K2 can be deduced therefrom by calculation, which makes it possible to impose intensity setpoints in the rotor CIR1 and CIR2 corresponding respectively to said coefficients. The speed setpoints CN1 and CN2 fixing the speeds or the rotor flux must vary are also deduced by the calculation.

Dans le cas particulier de la figure 5b, trois zones de fonctionnement sont ainsi définies
- de O à CN1 : le flux rotorique est constant, le coefficient K est maximum et le pilotage de vitesse est assuré par le courant statorique sous la commande du circuit 13; c'est par exemple une phase de positionnement ou de montée d'escalier pour l'engin, correspondant à un fort couple et à une faible vitesse;
- de CNl à CN2 : le flux rotorique et le coefficient varient; le pilotage est obtenu par la commande du courant rotorique à l'aide du circuit 14;
- au delà de CN2 : le flux rotorique est constant et le coefficient Kp minimum; le pilotage est de nouveau assuré par la commande du courant statorique; c'est par exemple une phase de progression de l'engin en terrain plat, correspondant à une grande vitesse et à un faible couple.
In the particular case of FIG. 5b, three operating zones are thus defined
- from O to CN1: the rotor flux is constant, the coefficient K is maximum and the speed control is ensured by the stator current under the control of circuit 13; it is for example a phase of positioning or climbing stairs for the machine, corresponding to a high torque and a low speed;
- from CNl to CN2: the rotor flux and the coefficient vary; piloting is obtained by controlling the rotor current using circuit 14;
- beyond CN2: the rotor flux is constant and the coefficient Kp minimum; the piloting is again ensured by the control of the stator current; it is for example a phase of progression of the machine on flat ground, corresponding to a high speed and a low torque.

Une analyse similaire pourrait être faite pour la loi de commande illustrée à la figure 5a, avec cette différence que la variation du flux rotorique est ici brutale au niveau des valeurs de consigne CN1, CN2, au lieu de s'effectuer progressivement suivant un segment linéaire de pente finie. A similar analysis could be made for the control law illustrated in FIG. 5a, with the difference that the variation of the rotor flux is here abrupt at the level of the reference values CN1, CN2, instead of being carried out gradually along a linear segment. of finished slope.

Les figures 5c, 5d et 5e montrent des lois de commande 'eIR selon lesquelles la consigne d'intensité rotorique CIR est fonction de l'intensité mesurée MIS dans le stator. La loi de la figure 5c, où la consigne d'intensité rotorique CIR varie proportionnellement au courant statorique mesuré MIS, correspond à la caractéristique classique d'une machine série. Elle est intéressante en ce qui concerne la propulsion de l'engin, mais défavorable relativement à la fonction de positionnement.Les lois des figures 5d et 5e remédient à cet inconvénient, par la création d'un palier horizontal au-dessous d'une valeur MIS1 et au-dessus d'une valeur MIS2 > MIS1 du courant statorique MIS, le palier inférieur correspond à un régime de grande vitesse à faible couple et le palier supérieur à un régime de faible vitesse et de fort couple. Dans le cas de la figure 5e, le palier inférieur est interrompu à une valeur MIS3 < MIS1 de l'intensité statorique MIS, au-dessous de laquelle est créé un autre palier correspondant à un courant rotorique accru, qui favorise une phase de positionnement à faible courant statorique. FIGS. 5c, 5d and 5e show control laws' eIR according to which the rotor current setpoint CIR is a function of the measured current MIS in the stator. The law of FIG. 5c, where the rotor current setpoint CIR varies in proportion to the measured stator current MIS, corresponds to the classic characteristic of a series machine. It is interesting with regard to the propulsion of the machine, but unfavorable relative to the positioning function. The laws of FIGS. 5d and 5e remedy this drawback by creating a horizontal plateau below a value MIS1 and above a value MIS2> MIS1 of the stator current MIS, the lower level corresponds to a high speed regime with low torque and the upper level corresponds to a low speed regime with high torque. In the case of FIG. 5e, the lower bearing is interrupted at a value MIS3 <MIS1 of the stator intensity MIS, below which another bearing is created corresponding to an increased rotor current, which favors a positioning phase at low stator current.

L'homme de l'art peut imaginer d'autres lois de commande t~IR, en veillant toutefois à ce qu'elles ne conduisent pas à un courant rotorique excessif susceptible d'endommager la machine.  Those skilled in the art can imagine other control laws t ~ IR, however taking care that they do not lead to an excessive rotor current liable to damage the machine.

Les lois de commande choisies peuvent etre obtenues par voie analogique et/ou par voie numérique. The selected control laws can be obtained by analog and / or digital means.

I1 va sans dire que toute autre consigne ou loi supplémentaire peut être introduite dans le système de commande pour agir sur l'engin; par exemple, arrêt à tel moment, à tel endroit, etc  It goes without saying that any other instruction or additional law can be introduced into the control system to act on the machine; for example, stop at such time, at such place, etc.

Claims (6)

RevendicationsClaims 1. Machine électrique susceptible de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique, constituée d'un stator (1), ou induit, dont les bobinages sont alimentés en courants polyphasés, d'un rotor (2) créant un champ inducteur et d'un capteur (11) de vitesse (n) ou de position (6) couplé au rotor, caractérisé par le fait que le rotor comporte un bobinage (5) alimenté en courant continu (IR) variable de sorte que le champ inducteur créé par le rotor (2) varie en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur suivant une loi de commande (tIR) établissant une relation de dépendance entre une consigne (CIR) d'intensité du courant (IR) dans le rotor et ledit paramètre de fonctionnement. 1. Electric machine capable of transforming electrical energy into mechanical energy, consisting of a stator (1), or armature, the windings of which are supplied with polyphase currents, a rotor (2) creating an inductive field and d '' a speed (n) or position (6) sensor (11) coupled to the rotor, characterized in that the rotor comprises a winding (5) supplied with variable direct current (IR) so that the inductive field created by the rotor (2) varies as a function of at least one operating parameter of the motor according to a control law (tIR) establishing a dependency relationship between a current intensity set point (CIR) in the rotor and said operating parameter. 2. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit paramètre de fonctionnement du moteur est une consigne de vitesse (CN) de rotation du rotor. 2. Electric machine according to claim 1, characterized in that said motor operating parameter is a speed reference (CN) of rotation of the rotor. 3. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit paramètre de fonctionnement du moteur est l'intensité du courant statorique (MIS) mesurée par un capteur (12) associé au stator (1). 3. Electric machine according to claim 1, characterized in that said motor operating parameter is the intensity of the stator current (MIS) measured by a sensor (12) associated with the stator (1). 4. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit paramètre de fonctionnement est une consigne de vitesse (CN) et/ou l'intensité du courant statorique (MIS) mesurée par un capteur (12) associé au stator (1). 4. Electric machine according to claim 1, characterized in that said operating parameter is a speed setpoint (CN) and / or the intensity of the stator current (MIS) measured by a sensor (12) associated with the stator (1 ). 5. Machine électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un circuit de commande (14) destiné à faire varier le flux rotorique selon ladite loi de commande tIR), qui délivre une consigne (CIR) å un convertisseur électronique de puissance (16), lequel produit le courant rotorique (IR) ô partir de ladite consigne (CIR). 5. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a control circuit (14) intended to vary the rotor flux according to said control law tIR), which delivers a setpoint (CIR) å an electronic power converter (16), which produces the rotor current (IR) from said setpoint (CIR). 6. Machine électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la consigne (CIR) est élaborée en fonction de l'un au moins des paramètres suivants - la consigne de vitesse (CN) ou la vitesse (n) du rotor 6. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the setpoint (CIR) is produced as a function of at least one of the following parameters - the speed setpoint (CN) or the speed (n) of the rotor (2), - la consigne d'intensité statorique (CIS) ou (2), - the stator intensity setpoint (CIS) or l'intensité statorique mesurée (MIS), - la consigne de couple (CC) ou le couple (C), et - la consigne de position (cob) ou la position (6) du the measured stator intensity (MIS), - the torque setpoint (CC) or the torque (C), and - the position setpoint (cob) or the position (6) of the rotor (2) par rapport au stator (1),  rotor (2) relative to the stator (1),
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